毫秒计数器

一、 设计任务要求

设计光电计数器，实现无接触计数，主要用于工厂生产线工件

计数。可采用遮光式光电传感器或者反射式光电传感器，要求使用红外发光二极管、光电管检测，要求光电发射管和接收管有30mm以上的间距，在制作实物可用导线引出长度，用LED数码显示器来显示0-999的范围计数，当数字超出999时，能够发出报警，并且能在报警后延时3秒钟自动关闭报警并自动重新计数同时可以手动清除报警，能够实现无接触计数，独立设计光电计数器电路原理图（包含电源部分），画出完整的电路原理图（包含电源部分）和PCB板图，查找资料，要求做出实物，可以使用万用板制作实物，独立完成。

二、方案设计

1、 方案

以89C51为核心的计数电路 基于单片机的光电计数器，使用89C51单片机，电路简单，需要编写程序，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小，硬件实现简单，安装方便，可实现数码显示和键盘设定等多种功能。 采用遮光式光电传感器，将红外发光管与光电接收管相对安放，每当物体通过一次，红外光就被遮挡一次，光电接收管的输出电压就发生一次变化，这个变化的电压信号通过放大和处理后，形成计数脉冲，通过光电隔

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离耦合并行输入至89C5

摘要

随着电子技术的飞速发展，数码产品越来越深受广大消费者的喜爱，数字电子有着非常远大的前景。

数字电子技术已经成为新技术发展的一个重要标志，数字电子技术的普及，尤其是微计算机的迅速发展和应用，使数字电子技术进入了一个新阶段。它不仅广泛的用于现代数字通讯雷达、自动控制、航天控制、遥测、遥控、数字计算机、数字测量仪表、医疗设备等各个科学领域；而且进入了千家万户的日常生活。因此：数字电子技术将对人类文明，人类迈向信息社会起着重大作用。

Abstract

With the high-speed development of electron technology, numerals products are given more and more popularity by the most consumers. Digital electronics has very long-range prospect.

Digital electronic technology has already become an important sign of new technical development. The popularization o

5.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法1.同步时序逻辑电路的设计步骤 (1)根据设计要求，设定状态，导出对应状态图或状态表。 根据设计要求，设定状态，导出对应状态图或状态表。 (2)状态化简。消去多余的状态，得简化状态图(表)。 状态化简。消去多余的状态，得简化状态图( 状态分配，又称状态编码。 (3)状态分配，又称状态编码。即把一组适当的二进制代码分配给 简化状态图(表)中各个状态。 简化状态图( 中各个状态。 (4)选择触发器的类型。 选择触发器的类型。 根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能， (5)根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能，导出待设计 电路的输出方程和驱动方程。 电路的输出方程和驱动方程。 (6)根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。 根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。 (7)检查电路能否自启动。 检查电路能否自启动。

2.同步计数器的设计举例例： 设计一个同步5 设计一个同步5进制加法计数器S0 S1 S2

(1)根据设计要求，设定状态， (1)根据设计要求，设定状态， 画出状态转换图。该状态图不须化简。 画出状态转换图。该状态图不须化简。 (2)状态分配，列状态转换编码表。 状态分配，列状态转换编码表。 状态转换编码

5.4.1 同步时序逻辑电路的设计方法1.同步时序逻辑电路的设计步骤 (1)根据设计要求，设定状态，导出对应状态图或状态表。 根据设计要求，设定状态，导出对应状态图或状态表。 (2)状态化简。消去多余的状态，得简化状态图(表)。 状态化简。消去多余的状态，得简化状态图( 状态分配，又称状态编码。 (3)状态分配，又称状态编码。即把一组适当的二进制代码分配给 简化状态图(表)中各个状态。 简化状态图( 中各个状态。 (4)选择触发器的类型。 选择触发器的类型。 根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能， (5)根据编码状态表以及所采用的触发器的逻辑功能，导出待设计 电路的输出方程和驱动方程。 电路的输出方程和驱动方程。 (6)根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。 根据输出方程和驱动方程画出逻辑图。 (7)检查电路能否自启动。 检查电路能否自启动。

2.同步计数器的设计举例例： 设计一个同步5 设计一个同步5进制加法计数器S0 S1 S2

(1)根据设计要求，设定状态， (1)根据设计要求，设定状态， 画出状态转换图。该状态图不须化简。 画出状态转换图。该状态图不须化简。 (2)状态分配，列状态转换编码表。 状态分配，列状态转换编码表。 状态转换编码

电子与信息工程学院电子技术基础

EDA实验报告

实验名称: EDA实验报告 实验类型：设计(验证、设计、创新) 班级: 2015级电信3班 学号: 201507014302 姓名：施婷婷

实验时间: 2017.10.23 指导老师：聂文亮成绩：

一、实验目的

1、熟悉Qualltus II软件的使用方法并熟练运用。 2、熟悉VHDL语言，了解VHDL语言的细节问题。 3、掌握异步计数器的原理

二、实验原理

a、系统原理框图

b、VHDL程序 LIBRARY IEEE;

USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY counter10 IS

PORT (CLK,RST,EN: IN STD_LOGIC; DATA: IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); DOUT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); COUT: OUT STD_LOGIC; SEGOUT

实验七 计数器原理及其测试

1. 利用74LS160，分别用清零法和置数法设计一个七进制计数器。

清零法：74LS1160具有异步清零功能，计数达到7，通过门电路产生清零信号实现清零，由于异步清零，故0111出现时间极短（过渡态），所以共包括了0000到0110七个状态。

XSC1Ext Trig+_AB_+_VCC5VU1A+74LS10DXFG13456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKU2QAQBQCQDRCO141312111574LS160D 将示波器与个输出端分别相连得到输出波形图：

CP与QA

CP与QB

CP与QC

CP与QD

CP与Cr

置数法：74LS160有同步置数功能，由于是同步故没有过渡态，图示从0011开始，七个CP后计数达到1001，产生置数信号，下一个CP到来时置入0011。

U2A74LS00DVCC5VXFG13456710912ABCDENPENT~LOAD~CLRCLKAB_+_XSC1Ext Trig+_+U1QAQBQCQDRCO141312111574LS160D CP与QA

CP与QB

CP与QC

CP与QD

CP与Cr

2. 分别

实验二 模可变计数器设计

一、 实验目的

(1) 掌握关于简单数字电路的设计和静态数码管的设计。 （2）熟悉VHDL中进程语句的使用。 （3）掌握数码管的显示。 二、 实验内容与要求

（1） 设计设置一位控制位M，要求M=0：模23计数；M=1：模109计数。 （2） 计数结果用静态数码管显示，显示BCD码。 （3） 给出此项设计的仿真波形。

三、设计原理

（1）计数器能够计数的前提就是在使能端有效时，因此设计了en作为输入信号。

（2）计数器应该还要有异步清零端，因此设计了rst作为一个输入信号。另外因为这是模可变的计数器，因此还需要m作为一个输入信号控制计数的模

（3）计数器的基本工作原理是在CP:时钟脉冲输入端，每个上升沿到来时，计一个数，即自身加一，因此设计了计数的变量mmm

（4）若是X模，则应该在小于X时计数，一旦记到X时，应该输出一个进位，因此需要设计一个变量limit作为参量，只有在小于limit时才可以计数，否则就应该清零。又由于在模切换时，要求只要小于22或108就可以计数，因此limit要赋予不同的值(由m控制)，且在是否执行加一前进行判断。

（5）因为一个静态数码管需要四位输出，最大计数是108，要用

实验七 单片机定时、计数器实验2——脉冲计数器

一、实验目的

1.AT89C51有两个定时/计数器，本实验中，定时/计数器1（T1）作定时器用，定时1s；定时/计数器0（T0）作计数器用。被计数的外部输入脉冲信号从单片机的P3.4（T0）接入，单片机将在1s内对脉冲计数并送四位数码管实时显示，最大计数值为0FFFFH。

2.用proteus设计、仿真基于AT89C51单片机的脉冲计数器。 3.学会使用VSM虚拟计数/计时器。

二、电路设计

U11918XTAL1XTAL2P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617P20P21P22P23P24P25P26P27(CLK)P27P26P25P24P23P22P21P20P1

目 录

1引言 ........................................................................................................................................ 2 2 设计内容及要求 .................................................................................................................... 2

2.1基本内容 ..................................................................................................................... 2 2．2提高要求 ..................................................................................................................

实验五 程序计数器PC和微程序计数器uPC

实验

一、实验目的

(1) 了解模型机中微程序的基本概念。 (2) 了解PC的结构、工作原理及其控制方法。 (3) 了解模型机中微程序的基本概念。

(4) 了解uPC的结构、工作原理及其控制方法。

二、实验要求

利用COP2000实验仪上的K16..K23开关做为DBUS的数据，其它开关做为控制信号，实现程序计数器PC的写入和加1功能，并观察PC及相应变化。

三、实验说明 1、

PC原理图

PC是由两片74HC161构成的八位带预置记数器，预置数据来自数据总线。记数器的输出通过74HC245（PCOE）送到地址总线。PC值还可以通过74HC245（PCOE_D）送回数据总线。

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在COP2000中，PC+1由PCOE取反产生。 当RST = 0时，PC记数器被清0

当LDPC = 0时，在CK的上升沿，预置数据被打入PC记数器 当PC+1 = 1时，在CK的上升沿，PC记数器加一 当PCOE = 0时，PC值送数据总线

PC打入控制原理图

PC打入控制电路由一片74HC151八选一构成。

当ELP=1时，LDPC=1，不允许PC被预置 当ELP=0时，LDPC由IR3，IR2，Cy，Z确定 当IR3 IR2